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"PROCEDE DE RECUPERATION DE SUBSTANCES SUSCEPTIBLES D'ETRE
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L"invention a trait à la récupération de subs- tances ayant une certaine valeur ou utilité en partant de mélanges contenant de l'air ou d'autres gaz ou vapeurs qui se condensent beaucoup plus facilement que la substance à récupérer. Le procédé suivant l'invention est particu- lièrement applicable au traitement des mélanges gazeux dilués qui sont formés par l'évaporation de solvants dans
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des industries telles que la fabrication de la soie ar- tificielle ou du cuir facitce.
On fait en sorte que la matière à. récupérer soit absorbée par un absorbant actif tel que le charbon rendu actif, comme décrit dans les brevets américains N s 1.497.543 et 1.497.544 du 10 Juin
1924, et l'on expulse par chauffage la. matière absorbée. uand l'absorbant est chauffé par une application directe de vapeur d'eau, on obtient un mélange qui contient de l'eau et la substance à récupérer. Un mélange de ce genre est initialement vaporeux, au moins en :partie, et l'on peut bien entendu le condenser en le refroidissant; à moins que la substance à récupérer ne soit pas miscible avec l'eau, des opérations complémentaires seront d'ailleurs usuellement requises pour la déshydrater.
Dans beaucoup de cas., la rectification peut être appliquée avantageu- sement pour cetteséparation.
Le dessin annexé montre schématiquement un appa- reil approprié à la récupération d'éther ou à la fois d'alcool et d'éther, que renferme l'air amené à. circuler à travers les métiers à. filer dans la fabrication de la soie artificielle par un procédé actuellement très employée Cet air contient à la fois de l'alcool et de'l'éther, la teneur en éther étant la plus grande. les dispositifs principaux de l'installation, si l'on néglige la tuyauterie et les robinets, sont les absorbeurs A et A. la. colonne de rectification et le condenseur d'éther.
On produit un appel d'air à travers les métiers à filer et refoule cet air à travers l'ins.. tallation de récupération à l'aide d'un ventilateur ou aompresseur d'air de tout type convenable.
Les absorbeurs peuvent être des cylindres horizon. taux en tôle à chaudière et peuvent contenir le charbon
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ou autre absorbant solide sous forme d'une couche horizon- tale supportée par une structure perforée. La. couche d'absorbant est aussi recouverte d'une paroi perforée qui l'empêche d'être déplacée par le courant d'air rapide traversant 1'absorbeur au cours du traitement, car il est évident que le déplacement de cette matière pourrait dé- terminer la formation de zones minces ou canaux dans l'absorbant et diminuer ainsi l'efficacité de l'appareil.
De préférence, l'épaisseur de la couche d'ab- sorbant ne constitue qu'une faible fraction du diamètre du cylindre enveloppant, de.sorte que de grands espaces à. gaz sont prévus au-dessus et au-dessous de la couche d'absorbant. Ceci-, assure une distribution régulière du courant/à travers 1'.absorbant et évite la nécessité de prévoir des distributeurs spéciaux pour le gaz. D'excellents résultats ont été obtenus avec une couche de charbon de 60 centimètres d'épaisseur disposée centralement dans un cylindre de 3 mètres de diamètre et de 10,5 mètres de longueur.
On prévoit de préférence deux absorbeurs au moins,afin que l'un d'eux puisse être utilisé pour l'ab- sorption pendant qu'on vide l'autre de la matière qu'il a absorbée, qu'on le refroidit et qu'on le prépare en vue de sa réutilisation. Le courant de gaz est alors dévié de l'absorbeur chargé à l'absorbeur frais, et l'on vide le premier. Le courant de gaz est ainsi traité d'une façon continue mais les absorbeura individuels travail- lant d'une façon cyclique.
On supposera que l'absorbeur A' ait atteint la limite pratique de sa capacité et que l'absorbeur A soit en service. Les robinets l et 3 sont ouverts, tous les autres robinets sont fermés et le mélange d'air, d'alcool et d'éther descend à travers, l'absorbant que renferme A,
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l'air débarrasé de l'alcool et de l'éther s'échappant en
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On ouvre alors les robinets 8,10, 12 et 13 et la- vapeur d'eau, pénétrant dans l'installation en 21, est admise à. l'absorbeur A'. A cette phases, l'espace à gaz supérieur de l'.absorbeur A' est rempli d'air conte- nant des vapeurs de solvant tandis que l'espace à gaz inférieur est rempli d'air non chargé. Ainsi qu'il a été dit précédemment, ces espaces à gaz possèdent une grande capacité et si la grande quantité d'air qu'ils renferment devait être conduite au rectificateur, le fonctionnement de cet appareil serait considérablement dérangé. Par conséquente on a. prévu des moyens grâce aux- quels on peut détourner une grande proportion de cet air du rectificateur, sa teneur en vapeurs utiles étant néan- moins récupérée.
En outrel'enlèvement de l'air des es- paces à gaz est effectué sans augmenter sensiblement la teneur de cet air en vapeurs utiles comme elle le serait si l'air était simplement chassé au dehors à l'aide de vapeur d'eau, passant à travers la couche d'absorbante
Pour réaliser le but qui vient d'être spécifié, on envoie le courant de vapeur d'eau en série à travers les espaces à gaz de l'absorbeur chargée mais ce courant est conduit d'un espace à l'autre par une dérivation ou tuyau de by-pass de telle aorte qu'il ne traverse pas l'absorbant dans son passage de l'espace inférieur à l'espace supérieur.
Le by-pass est commandé par un robinet 10 et lorsque ce robinet est ouverte le mélange de vapeur d'eau d'air et de vapeurs de solvant passe par le by- pass au lieu de passer à travers la couche d'absorbant, en raison de la. résistance plus grande de cette couche. On a trouvé qu'il est possible, par ce moyen, d'enlever une
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grande proportion de l'air sans chauffer l'absorbant suffi- samment pour l'amener à abandonner des quantités consi- dérables de matière absorbée.
Après avoir traversé l'es- pace à gaz supérieur de l'absorbeur, le mélange s'échappe à. travers le robinet 12 et paisse dans la tuyauterie al- lant au rectificateuro Cette tuyauterie est fermée par un robinet 14,et le mélange est contraint à passer à travers un robinet la!. dans la tuyauterie amenant l'air chargé de vapeur aux absorbeurs. Ceci assure la récupéra- tion des éléments que contient l'air qui peuvent être absorbés, et le procédé entier est conçu de telle sorte que les absorbeurs sont soulagés le plus possible de la. tâche consistant à réabsorber une matière qu'ils ont précédemment absorbée.
Dans certains cas, il n'est pas désirable de faire passer le mélange quittant l'absorbeur, pendant l'opération de purge, directement à la tuyauterie amenant l'air chargé de vapeur aux absorbeurs, et il est préférable d'intercaler un réfrigérant pour condenser et éliminer une partie de la vapeur d'eau contenue.
Il est évident que la purge de l'air des espaces à gaz pourrait aussi être obtenue en prévoyant des orifices d'admission et d'échappement de vapeur d'eau à la fois dans l'espace à. gaz supérieur et l'espace à gaz inférieur de façon que Il,air résiduel puisse être chassé au dehors sans faire passer de vapeur d'eau à travers la. couche d'absorbante mais le procédé représenté est simple et efficace, Les espaces à gaz peuvent aussi être débarrasés de l'air en créant un vide dans l'absorbeur. En retirant l'air de l'espace situé au-dessous de la couche d'absorbant, on n'enlèverait aucune quantité d'air n'ayant pas traversé l'absorbant ou n'ayant pas abandonné les vapeurs utiles qu'elle contient.
Les gaz retirés par raréfaction peuvent
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être ramenés au c8té d'admission des absorbeurs ou bien. s'ils sont suffisamment exempts de matière utile, peuvent être rejetés.
Lorsque la masse d'air a été déplacée à l'aide de vapeur d'eau et que la vapeur d'éther commence à se dégager librement de l'absorbante on inverse les positions. des robinets 10, 13 et 14 et l'on fait passer à un appa,- reil de condensation, de rectification ou autre appareil de séparation le mélange de vapeur d'eau et de vapeurs de solvant ne contenant qu'une faible quantité d'air.
La nature de cet appareil variera considérablement selon les vapeurs qu'il s'agit de récupérer. On a représenté un appareil approprié à la récupération de l'alcool et de l'éther et comportant, à titre de caractéristique de l'invention, des dispositions grâce auxquelles le mélange peut être rectifiée avec une séparation suffisamment complète de l'eau, de l'alcool et de l'éther, en n'employant que la chaleur de la vapeur d'eau quittant les absorbeurs.
A cet effet, on fait, passer le mélange chaud à travers un serpentin contenu dans la partie inférieure d'une colonne de rectification efficace. ûne partie du mélange du serpentin se liquéfie et il sort à la fois du liquide et de la vapeur à. travers un robinet 17, ces éléments pénétrant dans la colonne à un point approprié qui est préférablement au-dessus de son extrémité inférieure, Un condenseur 22 situé au sommet de la colonne assure le reflux nécessaire pour la rectification et seuls l'éther et la faible quantité d'air pénétrant dans la colonne ont la possibilité de traverser celle-ci. On retire l'eau chaude en 23 de la partie inférieure du rectificateur et cette eatt peut être renvoyée aux chaudières.
L'alcool peut être retiré en 24 à un niveau intermédiaire d'une colonne
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convenablement construite. :Le mélange d'éther et d'air sortant du condenseur à. reflux passe par un tuyau X à un condenseur .±. qui est maintenu à. une température assez faible pour condenser la plua grande partie de l'éther qu'on retire en 25. L'air contenant un peu d'éther est renvoyé à. l'admission des absorbeurs par un tuyau. Z. Un agent réfrigérant peut être conduit à travers le conden- seur à éther et le condenseur à reflux en série comme représenté, ou de toute manière propre à maintenir ces organes aux températures respectives convenables.
Le pro- cédé décrit n'est pas subordonné a. l'application d'un absorbant solide et est au contraire applicable dans tous les cas où un type quelconque d'absorbant, qu'il soit solide ou liquider est employé pour recueillir la matière de valeur.
Le procédé particulier décrit, applicable à la récupération des éléments de valeur du mélange séparé de l'absorbant par distillation, n'a été indiqué qu',à. titre d'exemple. De nombreuses modifications sont possibles et seront nécessaires pour adapter le procédé aux conditions qui interviennent dans toutes installations particulières.
Ainsi, on peut d'abord faire passer le mélange à un conden- seur dans lequel une fraction plus ou moins grande de la vapeur dt,eau se liquéfie, seul le résidu vaporeux de ce condenseur passant au rectificateur. La quantité de vapeur d'eau que contient le fluide s'échappant des absorbeurs peut être soit plus grande, soit plus petite que celle requise pour fournir la chaleur nécessaire pour la recti- fication. auquel cas la chaleur en excès pourrait être dissipée; ou bien on peut fournir un supplément de chaleur qui serait dérivé de sources auxiliaires de diverses manières,,évidentes pour l'homme du métier.
De même, au
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lieu de faire usage d'une seule colonne de rectifications il est évident qu'on pourrait en employer deux ou davan- tageo
Lorsque l'absorbeur A'a été suffisamment dé- chargé de son contenu par l'action de la. vapeur d'eau, on le refroidit en vue de sa réutilisation* Si l'absorbant est du charbon actif préparé par le procédé faisant l'ob- jet des brevets précités. il n'est- pas nécessaire de le sécher, étant donné qu'il est efficace même à. IL'état saturé d'eau mais le mode opératoire qu'on va décrire est désirable et sèche le charbon dans une certaine mesure.
Il consiste à faire passer l'air non chargé qui quitte l'absorbeur A à travers l'absorbant de A'. Lorsqu'il n'existe que deux absorbeurs, il est nécessaire que l'application de vapeur d'eau n'ait qu'une durée telle que l'absorbeur envisagé puisse ensuite être refroidi avant que le second absorbeur ait été complètement chargé. Ceci s'obtient aisément, étant donné qu'on peut employer un absorbeur frais pendant une période de temps assez longues par exemple deux heures. avant que des vapeurs commencent à le traverser. quand. l'application de vapeur d'eau est terminées on ferme les robinets 3,8 et 12 et l'ion ouvre les robinets ± µ et 16. L'air passe alors à travers les deux absorbeurs en série avant d'être délivré au dehors.
Ce mode opératoire a l'avantage qu'il permet aux absor- beurs d'êtrechargés glus fortement des vapeurs de valeur sans perdre aucune fraction de ces vapeurs. La tendance des vapeurs de solvant à traverser l'absorbant est bien entendu plus grande vers la- fin de la période d'absorption.
A ce moment$, les vapeurs qui a'échappent traversent un autre absorbeur qui a déjà été débarrassédee son contenu en vapeurs de solvant. A mesure que le premier des deux
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